“剪切声波”为连接超声波和磁波提供了魔力
示意图。图片来源：Physical Review Letters （2024）。DOI：
10.1103/PhysRevLett.132.056704
由日本理化学研究所（RIKEN）紧急物质科学中心的研究人员领导的一个团队成功地在薄膜中创造了两种形式的波（磁振子和声子）之间的强耦合。重要的是，他们在室温下实现了这一点，为基于混合波的设备的开发开辟了道路，在这种设备中，信息可以通过多种方式存储和操作。
目前使用的大多数计算设备都是基于电荷（电子）的运动，但电子的传播速度是有限的，它们的运动会产生热量，从而造成能量损失，并且对环境不利。
作为回应，科学家们正在努力开发利用波状能量（如声音、光和自旋）的设备，因为它们可能会导致创造更多无损设备。
对于发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上的这项研究，科学家们研究了两种波状形式：磁振子（magnons）和声子（声子），前者是代表自旋集体激发的准粒子，一种磁性，另一种声学现象，在这种情况下，它是由沿薄膜传播的表面波构成的。
该研究的第一作者Yunyoung Hwang表示：“使用磁振子和声子的设备已经开发出来，但我们和其他研究人员一样，认为将超声波和磁铁结合起来可能会导致信息和通信技术的巨大飞跃。当这两种状态非常紧密地协同工作时，它会创造出一种新的混合状态，我们认为这将为信息处理领域令人兴奋的进展打开大门。
尽管其他小组也尝试过这样做，但有一个障碍：表面上的规则声波不能很好地与磁铁连接。该团队能够通过使用一种不同类型的声波（称为剪切声波）来破解此代码，这种声波更适合磁铁。
使这项工作成为可能的关键因素是一种称为纳米结构表面声波谐振器的小型片上器件。它将超声波限制在特定位置并增强剪切声波，从而在谐振器中的表面声波和磁铁之间实现强耦合。通过这种方式，研究人员能够在 Co 中实现强磁声耦合20铁60B20薄膜，在室温下。
该研究的另一位作者豪尔赫·普埃布拉（Jorge Puebla）表示：“特别是，我们认为我们的工作将有助于相干耦合磁振子准粒子的研究，这可能有助于开发损耗相对较小的基于混合波的信息处理设备。
“除此之外，还有两条有趣的途径出现在地平线上：我们设备的进步可能会引导我们进入超强耦合机制，这是一个尚未充分探索的领域;或者，通过在超低温下进行类似的实验，我们有可能探索量子现象。
更多信息：Yunyoung Hwang 等人，室温下的强耦合自旋波和表面声波，物理评论快报 （2024）。DOI： 10.1103/PhysRevLett.132.056704.在arXiv上： DOI： 10.48550/arxiv.2309.12690
期刊信息： Physical Review Letters ， arXiv
来自：量子梦